الزام ترکیبی: دستیابی به حداکثر عملکرد از طریق بهینه سازی نسبت پارچه آرامید کربن

** پارچه آرامید کربن ** نشان دهنده یک رویکرد هم افزایی برای مهندسی کامپوزیت است که سفتی ویژه بالای فیبر کربن را با ظرفیت جذب انرژی فوق العاده فیبر آرامید ترکیب می کند. برای کاربردهای حیاتی - از فیرینگ های هوافضا گرفته تا پوسته های مسابقه ای - تعیین نسبت اختلاط دقیق این دو الیاف یک کار بسیار فنی است. هدف، به حداکثر رساندن مشخصات مکانیکی کلی کامپوزیت با مبادله استراتژیک سختی فوق‌العاده بالا برای بهبود مقاومت در برابر شکست فاجعه‌بار است.

پارچه بافته شده با فیبر کربن مخلوط آرامید کربن قرمز/مشکی

تعریف قانون تعادل: مدول در مقابل سختی

مهندسان باید کسر حجمی فیبر دقیق را برای دستیابی به تعادل مطلوب بین دو ویژگی مکانیکی اولیه محاسبه کنند.

محاسبه نسبت کربن به آرامید بهینه برای کامپوزیت های هیبریدی

• **نقش کربن:** فیبر کربن بخش عمده ای از استحکام کششی و مدول (سفتی) را فراهم می کند. محتوای کربن بالاتر منجر به ساختارهای سبک تر و سفت تر، اما با کاهش تحمل آسیب می شود.
• **نقش آرامید:** آرامید (کولار یا توارون) یک محدود کننده شکست است. ازدیاد طول و ظرفیت میرایی ارتعاش عالی آن، انرژی ضربه را جذب و هدر می دهد و به طور موثر انتشار ترک را متوقف می کند. تعیین نسبت کربن به آرامید بهینه برای کامپوزیت های هیبریدی کاملاً به ضریب ایمنی مورد نیاز برنامه در برابر ضربه های موضعی بستگی دارد.

مدول متعادل کننده و مقاومت در برابر ضربه در پارچه آرامید کربنی طرح ها

بین سختی و چقرمگی در کامپوزیت های هیبریدی رابطه معکوس وجود دارد. ساختارهای کربن خالص مدول بالا اما مقاومت در برابر ضربه ضعیف را ارائه می دهند. آرامید خالص مقاومت بسیار خوبی در برابر ضربه اما مدول کم دارد. طراحی موفق شامل مدول متعادل کننده و مقاومت در برابر ضربه در پارچه آرامید کربنی با افزودن مقدار کافی آرامید (معمولاً 25٪ تا 50٪ حجمی) برای افزایش استحکام پس از ضربه بدون به خطر انداختن سختی کلی مورد نیاز برای یکپارچگی سازه.

اثر نسبت ترکیبی بر جدول خصوصیات مکانیکی کلیدی

تاب آوری ضربه: تجزیه و تحلیل سهم آرامید

ارزش واقعی جزء آرامید از طریق آزمایش ضربه دقیق تعیین می شود.

تجزیه و تحلیل چقرمگی ضربه پارچه هیبریدی آرامید کربن

• **جذب انرژی:** الیاف آرامید در درجه اول با نشان دادن مقادیر زیادی تغییر شکل غیرالاستیک (فیبریلاسیون) قبل از پارگی کامل، به عملکرد ضربه ای ماده کمک می کنند. این مکانیسم شکست بسیار موضعی مقدار قابل توجهی از انرژی جنبشی را هدر می دهد که در طی این مورد تایید می شود تجزیه و تحلیل چقرمگی ضربه پارچه هیبریدی آرامید کربن از طریق تست های Charpy یا Izod.
• **حالت شکست:** در کامپوزیت های کربن خالص، ضربه اغلب منجر به شکستگی شدید و بیرون آمدن فیبر می شود. در **پارچه آرامید کربن**، الیاف آرامید بر روی ترک پل می زند و از لایه برداری فاجعه آمیز جلوگیری می کند و به کامپوزیت اجازه می دهد تا درصد بالاتری از استحکام اولیه خود را پس از آسیب ضربه حفظ کند.

نقش مقاومت برشی سطحی و مکانیزم های شکست

رابط بین فیبر و ماتریس رزین بسیار مهم است. برای اطمینان از انتقال موثر تنش بین کربن، آرامید و رزین، به یک استحکام برشی سطحی بالا نیاز است و از شکست زودرس پیوند که در غیر این صورت ظرفیت جذب ضربه کل ماده را تضعیف می‌کند، جلوگیری می‌کند.

یکپارچگی سازه: مقاومت برشی و لایه لایه شدن

فراتر از استحکام داخل صفحه، مقاومت ورقه ورقه در برابر نیروهای خارج از صفحه برای قابلیت اطمینان بسیار مهم است.

ارزیابی استحکام برشی بین لایه ای ورقه های پارچه آرامید کربنی

• **ILSS:** استحکام برشی بین لایه ای (ILSS) یک معیار کلیدی برای ارزیابی کیفیت اتصال بین لایه ها است. ILSS پایین نشان دهنده ماتریس ضعیف یا مرطوب شدن ضعیف فیبر است که منجر به لایه برداری اولیه می شود. هنگام ارزیابی استحکام برشی بین لایه ای ورقه های پارچه آرامید کربنی ، تفاوت در شیمی سطح بین الیاف کربن و آرامید باید در طول فرآیند تولید پیش آغشته جبران شود تا از چسبندگی ماتریس قوی در همه انواع الیاف اطمینان حاصل شود.

تمرکز برنامه: طراحی پارچه آرامید کربن برای قطعات خودرو با کارایی بالا

در بخش خودرو، **پارچه آرامید کربن** به طور فزاینده ای در قطعاتی مانند دیوارها، سازه های تصادف و وان های شاسی استفاده می شود. طراحی پارچه آرامید کربن برای قطعات خودرو با کارایی بالا به طور خاص تحمل آسیب را هدف قرار می دهد. لایه آرامید اغلب بر روی سطح بیرونی قرار می گیرد تا ضربه زباله های جاده را جذب کند و از لایه های کربنی زیرین و با مدول بالا که برای سختی ضروری است محافظت می کند.

مواد جدید Jiangyin Dongli: برتری در ساخت کامپوزیت

Jiangyin Dongli New Materials Technology Co., Ltd. متخصص در توسعه و ساخت همه جانبه مواد کامپوزیت فیبر با کارایی بالا، با تمرکز بر بخش هایی مانند مهندسی هوافضا و ساخت خودرو است. مجتمع 32000 متر مربعی ما شامل محیط های تولید با کنترل دقیق، از جمله مناطق تصفیه با درجه 100،000 است که بالاترین کیفیت را در هر **پارچه آرامید کربنی** تولیدی ما تضمین می کند. به عنوان یک کارخانه یک مرحله ای با کنترل کامل فرآیند، ما تحقیق و توسعه، بافندگی و فرآیندهای مختلف تولید کامپوزیت (اتوکلاو، RTM و غیره) را ادغام می کنیم. ما نوآوری مواد بالغ و تخصص مهندسی را برای کمک به مشتریان در دستیابی به دقیق ارائه می دهیم نسبت کربن به آرامید بهینه برای کامپوزیت های هیبریدی برای کاربرد آنها مورد نیاز است، خواه اولویت سفتی بالا باشد یا تحمل ضربه برتر. ما برای تضمین کیفیت استانداردهای دقیق را رعایت می کنیم استحکام برشی بین لایه ای ورقه های پارچه آرامید کربنی نیازهای صنعت جهانی را برآورده می کند.

سوالات متداول (سؤالات متداول)

1. مزیت اصلی استفاده از الف چیست پارچه آرامید کربن هیبریدی بیش از فیبر کربن خالص؟

مزیت اصلی تحمل آسیب ضربه است. الیاف آرامید انرژی جنبشی را از طریق تغییر شکل موضعی جذب می‌کنند و از شکست فاجعه‌بار و انتشار ترک که در ساختارهای ترد و کربن خالص رایج است جلوگیری می‌کند.

2. مهندسان چگونه تعیین می کنند نسبت کربن به آرامید بهینه برای کامپوزیت های هیبریدی ?

این نسبت بر اساس الزامات برنامه خاص تعیین می شود. اگر سفتی اولویت اصلی باشد، از نسبت غنی از کربن (به عنوان مثال، 75:25) استفاده می شود. اگر حفاظت از ضربه حیاتی است، نسبت متعادل تری (به عنوان مثال 50:50) برای به حداکثر رساندن جذب انرژی انتخاب می شود.

3. مراد از مدول متعادل کننده و مقاومت در برابر ضربه در پارچه آرامید کربنی ?

این به مبادله در طراحی کامپوزیت اشاره دارد: افزایش محتوای کربن مدول الاستیک (سفتی) را افزایش می دهد، اما مقاومت در برابر ضربه را کاهش می دهد. مهندسان باید ترکیبی را بیابند که حداقل الزامات سختی سازه را برآورده کند و در عین حال مقاومت در برابر آسیب فیزیکی غیرمنتظره را به حداکثر برساند.

4. چرا است استحکام برشی بین لایه ای ورقه های پارچه آرامید کربنی خیلی مهمه

مقاومت برشی بین لایه ای (ILSS) بسیار مهم است زیرا کیفیت پیوند بین لایه های پارچه را اندازه می گیرد. ILSS پایین به این معنی است که لایه ها می توانند به راحتی تحت نیروهای خارج از صفحه جدا شوند (لایه لایه شوند) که منجر به شکست ساختاری می شود حتی اگر خود الیاف قوی باشند.

5. برای چه آزمایش هایی استفاده می شود تجزیه و تحلیل چقرمگی ضربه پارچه هیبریدی آرامید کربن ?

چقرمگی ضربه معمولاً با استفاده از تست‌های استاندارد شده مانند تست ضربه Charpy یا Izod تجزیه و تحلیل می‌شود که کل انرژی جذب شده توسط ماده را تا زمان شکست اندازه‌گیری می‌کند و معیار کمی از تحمل آسیب مواد را ارائه می‌دهد.